新疆坡北铜镍矿床铂族元素特征及其对成矿过程的约束

坡北铜镍矿床位于塔里木克拉通东北缘,矿石类型主要为星点状和稀疏浸染状,二者之间呈渐变过渡关系。矿石∑PGE含量较低,变化范围为2.47×10-9~404.17×10-9;S与Ni之间相关性较差,与Cu、Ir、Ru、Rh、Pt、Pd之间除个别样品外均呈较好的正相关性,表明铂族元素主要赋存于硫化物中。在铂族元素相关性图解上,Ir与Ru、Rh之间呈明显的正相关性,与Pd之间相关性较差,Pd与Ru、Rh、Pt之间均呈很好的正相关性,表明硫化物熔离后未发生明显的单硫化物固溶体（MSS）的分离结晶。100%硫化物计算后,矿石∑PGE平均含量为2 806.9×10-9,原始地幔标准化图解呈Pd、Pt略富集的左倾型,相对于Ni、Cu明显亏损铂族元素。模拟计算表明坡北矿床多数样品硫化物熔离时“R”因子变化范围为50~500,母岩浆中Ru含量约为0.56×10-9,Pd含量为3.6×10-9。研究表明导致铂族元素亏损的主要原因是岩浆源区残留有少量硫化物,成矿过程中深部携带硫化物珠滴的岩浆进入现存空间时岩浆流动速度较慢,硫化物聚集过程中流动分异作用微弱,限制了硫化物的聚集,使硫化物较为分散,可能是导致该矿床金属品位较低的主要原因。     

金川铜镍矿床铂族元素成矿作用探讨

金川铜镍硫化物矿床含有丰富的铂族元素,是我国最大的铂族元素原料基地。经1989—1990年对铂族元素矿产资源建设保证程度研究表明,其铂族元素储量约占我国探明保有储量的60％,而铂族金属生产量则占我国生产量的88％以上。     

金川铜镍硫化物矿床2号矿体铂族及亲铜元素地球化学特征

系统分析了金川Ⅱ号岩体中2号矿体西端、中部和东端的硫化物矿石中的铂族元素(PGE)和亲铜元素地球化学特征,以期探讨这些元素的空间变化规律及其成因,以及对金川矿床成矿过程的指示意义。研究结果表明:100%硫化物中,PGE(Ir、Ru、Rh、Pt、Pd)总体从西端到东端逐渐降低,且浸染状矿石和海绵陨铁状矿石的100%硫化物中PGE和亲铜元素含量的变化特征相似。表明金川2号矿体硫化物矿石的PGE和亲铜元素的含量主要受硫化物熔离作用的约束,硫化物熔体分离结晶和后期热液蚀变影响不明显。2号矿体浸染状矿石的100%硫化物中,PGE和亲铜元素含量总体低于1号矿体浸染状矿石的含量,但是前者西端的样品与后者东端的样品,上述元素特征相似,暗示二者是同一岩浆通道系统中硫化物熔离的产物,并且硫化物熔离形成2号矿体时具有比1号矿体低的R值,这也暗示了含矿岩浆是自1号矿体向2号矿体流动的。     

东天山圪塔山口铜镍矿床铂族元素特征及对成矿过程的约束

圪塔山口铜镍矿床位于东天山黄山-镜儿泉-图拉尔根铜镍矿带东段,目前,规模已达小型,以星点状和稀疏浸染状矿石为主.矿石中Ni含量为0.16%~1.39%,Cu含量为0.02%~1.21%,Ni/Cu值为1.15~7.01.铂族元素总量含量较低,为13.11×10-9~828.09×10-9,矿石Pd/Ir值为13.9~20.8,表明成矿后热液活动对铂族元素影响较小.铂族元素原始地幔标准化配分曲线呈明显的左倾型,PPGE含量略高于IPGE.在Ni/Cu-Pd/Ir图解上,圪塔山口矿床母岩浆成分落入高镁玄武岩区域,与国内其他典型铜镍矿床成矿母岩浆性质一致.深部岩浆房内少量硫化物的熔离是导致矿石中PGE亏损的主要原因.铂族元素之间呈较好的正相关性,表明硫化物熔离后未发生明显的分离结晶作用.     

金川铜镍矿床58号矿体亲铜和亲铁元素特征及其地质意义

通过对金川铜镍硫化物矿床中58号矿体地质特征、亲铜和亲铁元素地球化学特征等方面的研究,发现其具有不同于24号矿体、1号矿体和2号矿体的地质和地球化学特征。58号矿体产于Ⅲ号岩体上盘围岩中,矿体总体走向为NNE,倾向NW。与金川矿床其他几个矿体比较,该矿体具较高的Cu、Ni和PGE含量。研究独立的58号矿体对全面理解整个金川超基性岩体的成矿规律,指导今后找矿工作具有重要意义。笔者认为58号矿体的硫化物是从PGE微弱亏损的苦橄质岩浆中熔离出来的,其硫化物熔体具有不同的分异演化过程。     

河南周庵铂族-铜镍矿床的稀土和铂族元素地球化学特征: 热液成矿的证据

河南周庵超基性岩体蕴含大型Ni-Cu-(PGE)硫化物矿床,矿化带位于超基性岩体边缘与围岩的接触带.周庵超基性岩体轻稀土富集,其La/Sm_N比值为1.3～4.7,Sm/Yb_N比值为1.9～4.4,显示一定程度的LREE/HREE分异.原始地幔标准化的微量元素配分型显示弱的负Nb异常.岩体的M含量为70×10~(-60～2120×10~(-6),Cu含量为15×10~(-6)～1056×10~(-6);矿石的Ni含量为2592×10~(-6)～6549×10~(-6),Cu含量为1147×10~(-6)～3239×10`(-6).矿石的Ni/Cu比值(2.0～2.3)低于岩石样品(5-83).强蚀变矿化样品的PGE元素含量高于弱蚀变样品约一个数量级,所有样品的Pd/Ir和Pt/Ir比值高,Pd/Ir=1.4～21,Pt/Ir=2.4～22,表明PPGE相对IPGE富集.上述特征显示周庵岩体是构造侵位的地幔岩,岩体与围岩发生了较强烈的物质交换,含水流体交代作用导致了岩体-围岩物质交换和岩体边缘矿化.     

新疆葫芦铜镍矿床锆石U-Pb年代学、铂族元素地球化学特征及其地质意义

新疆东部葫芦岩体地表出露面积0.75km2,是由辉长闪长岩、辉长岩、辉石岩、辉橄岩、橄榄岩组成的复式岩体。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,岩体形成年龄为274.5±3.9Ma,是东天山后碰撞伸展环境的产物。岩石和矿石的PGE总量低,其中IPGE与PPGE含量相近,PPGE略高于IPGE。岩石平均7.90×10-9,矿石平均45.57×10-9。在原始地幔标准化图解上,岩石和矿石具有相似的分配模式,PPGE和IPGE之间分异较弱。Ni/Cu-Pd/Ir关系图显示母岩浆主要为高镁的玄武质岩浆。根据矿石Cu/Pd比值114.67×103～157.42×103(平均136.05×103)和岩石Cu/Pd比值11.07×103～294.35×103(平均125.48×103)推断,葫芦矿床成矿母岩浆演化过程中经历了深部硫化物部分熔离的过程,这可能是导致该矿床PGE明显亏损的原因之一。地壳物质的混染(SiO2、S等的加入)以及橄榄石、辉石等矿物的分离结晶,是引起该矿床硫饱和并发生硫化物熔离作用而成矿的主要因素。     

东天山香山铜镍硫化物矿床铂族元素地球化学特征及其意义

香山含铜镍矿岩体位于东天山北部的土墩-图拉尔根镁铁-超镁铁岩带中段,受康古尔塔格-黄山深大断裂控制,为由辉长岩、辉橄岩、细粒辉长岩和钛铁辉长岩组成的复式岩体。香山铜镍矿床岩石铂族元素总量(∑PGE)变化范围为0.74×10-9～2.82×10-9,矿石∑PGE变化范围为20.64×10-9～148.99×10-9,PPGE(Pd、Pt)和IPGE(Ru、Ir、Os)之间分异均较弱,二者具有相似PGE原始地幔标准化配分曲线形式。香山铜镍矿床原生岩浆w(MgO)下限值为4.97%,源于亏损型地幔,PGE丰度较高,母岩浆为高镁玄武质岩浆,PGE处于亏损状态且亏损的原因是发生了硫化物熔体不混溶作用,引发硫饱和的机制为地壳物质同化混染作用,以及橄榄石、辉石和基性斜长石等矿物的结晶分离作用。     

金川铜镍硫化物矿床中富铜矿石铂族元素特征及矿床成因

金川铜镍硫化物矿床是世界单个矿体最大的镍矿床,镍资源储量居世界第三.矿床以海绵陨铁状矿石为主,富Cu矿石在矿床中呈"鸡窝状"产出.基于富Cu矿石的空间分布、矿石结构、硫化物组合、铂族元素地球化学的研究,提出了富Cu矿石的成因:硫化物发生单硫化物固溶体结晶,在重力分异或构造扰动下,富Cu、Pt、Pd的残余硫化物在局部聚集成矿.根据大量铂族数据的统计与模拟计算,获得了金川矿床母岩浆的PGE组成:Os=0.355×10-9,Ir=0.265×10-9,Ru=0.277×10-9,Rh=0.144×10-9,Pt=4.91×10-9,Pd=2.32×10-9,Ni=338×10-6,Cu=174×10-6.通过R因子与硫化物分异结晶过程模拟,金川铜镍硫化物矿床的R因子为300～1000,平均为567,R因子值在1号与24号矿体中明显大于2号矿体.     

亲铜元素的地球化学行为研究进展及其在岩浆硫化物矿床中的应用

亲铜元素在岩浆演化和硫化物熔离过程中的行为是解释岩浆硫化物矿床形成过程的一个窗口,通过实验研究来探讨亲铜元素的地球化学行为,并用于岩浆硫化物矿床的定量化研究是此类矿床今后的一个发展方向。本文总结了硫和亲铜元素在岩浆演化过程中的行为规律,并阐明了在岩浆硫化物矿床中的应用,在如下五个方面分别做了讨论：① 通过实验对玄武质岩浆中S溶解度的研究,总结出引起硫化物饱和的4个控制因素: 岩浆混合、温度迅速降低、壳源混染、快速的结晶分异作用;② 通过Ni在橄榄石和硅酸盐熔浆中的分配,定量模拟了岩浆演化过程中,橄榄石中的Ni含量随着橄榄石成分（Fo）变化的规律;③ 总结了Ni—Cu—PGE—Au在液态硫化物和硅酸盐岩浆中的分配系数,总结了控制分配系数的因素,并探讨了“R因素”对亲铜元素富集的控制机理;④ 橄榄石被硫化物包围时,与硫化物发生交换反应,通过交换反应系数（KD）可以定量估算硫化物熔浆中Ni的含量;⑤ 通过实验得出的亲铜元素在单硫化物固溶体（MSS）和液态硫化物之间的分配,总结了岩浆铜镍硫化物矿床中的分带现象。最后探讨了岩浆硫化物矿床存在的问题和发展方向。     

东昆仑成矿带岩浆铜镍硫化物矿床成矿地质条件与成矿规律

东昆仑成矿带是我国重要的Au-Cu-Co-Ni-Fe-Pb-Zn及其他多金属成矿带,2011年夏日哈木超大型镍矿床的发现使东昆仑一跃成为我国重要的铜镍资源基地。经过多年的勘查,东昆仑成矿带Cu-Ni找矿取得了较大突破,陆续发现了一批具有较大找矿潜力的岩体,如石头坑德、阿克楚克塞、浪木日和尕牙河等岩体。笔者依据近些年研究的成果对东昆仑成矿带岩浆铜镍矿床的成矿规律和成矿特征作初步总结,并指出下一步找矿方向。形成的主要认识如下：东昆仑造山带至少发生了4期强度不等的Cu-Ni-Co-(PGE)成矿事件,分别为寒武纪—奥陶纪(535～445 Ma)、志留纪—泥盆纪(440～394 Ma)、二叠纪—早三叠世(271～239 Ma)与晚三叠世(233～208 Ma),其中志留纪—泥盆纪的岩体数量最多、矿化率最高,产出的矿床数量多、规模也最大,而其他期次岩体的数量少、规模小与矿化弱;与其他成矿期的岩体零星分布于整个东昆仑成矿带不同,志留纪—泥盆纪岩体严格产在昆中断裂以北,又以昆中带数量最多,丛聚性明显;成矿具有显著的专属性,成矿岩体均以杂岩体产出,岩相发育齐全,富含贵橄榄石和斜方辉石的超镁铁质岩是最重...     

云南白马寨Cu-Ni硫化物矿微量和铂族元素地球化学和矿床成因意义

利用锍镍试金富集-等离子体质谱(ICP-MS)测定法较系统分析了云南白马寨主要Cu-Ni硫化物矿石和主要围岩的PGE、Au、Cu和Ni含量,发现PGE含量均较低,其中块状硫化物矿石的∑PGE为78.2×10-9～556×10-9,橄榄辉石岩为0.472×10-9～67.0 ×10-9,辉长岩为0.847×10-9,二辉岩为0.76×10-9～0.809 ×10-9.后期煌斑岩的PGE也很低(2.98×10-9～4.07×10-9).各类矿石和围岩中∑PGE与Au, Ni与Cu之间呈明显的正相关关系.各类矿石的PGE原始地幔标准化曲线和Pt/Pd和Cu/Pd值与其各主要围岩非常相似,说明该矿Cu-Ni硫化物矿石为岩浆成因,且与围岩有成因上的联系.矿石和围岩较高的Pt/Pd值(平均0.83)显示其主要形成于单独的硫化物饱和事件,矿石中较高的Ir (0.77×10-9～5.52×10-9, 平均2.35×10-9)和Pd/Ir值 (4.76～296,平均138)显示硫化物矿石可能受到后期强烈的热液蚀变.白马寨硫化物矿石较高的187Os/188Os 初始值(0.456± 0.026)显示地壳物质的加入是成矿的重要因素.计算显示该矿硫化物矿石中地壳来源Os超过30%.     

华北克拉通北缘岩浆Ni-Cu-(PGE)硫化物矿床地质特征、形成时代及其地球动力学背景

基于以往研究成果,笔者比较详细而全面地总结了华北克拉通北缘Ni-Cu-(PGE)硫化物矿床的基本特点、时空分布规律,并将该成矿带划分为四个成矿亚带:①吉黑成矿亚带、②辽吉成矿亚带、③燕冀成矿亚带和④白云鄂博成矿亚带.文中重新厘定了各个成矿亚带的形成时代,得出华北克拉通北缘Ni-Cu-(PGE)矿有三个主要成矿期,即古元古代吕梁期(2242~1 962 Ma)、晚古生代海西晚期(289~265 Ma)和早中生代印支期(225~216 Ma).这三大成矿期所对应的地球动力学背景分别为华北克拉通北缘边缘裂陷环境、华北克拉通北缘晚古生代造山期后环境和古亚洲造山带的后碰撞-伸展环境.     

REE Characteristics of the Kalatongke Cu-Ni Deposit, Xinjiang, China

On the basis of the study on the REE geochemistry of the ore minerals and host rocks of the Kalatongke Cu-Ni deposit, Xinjiang, it is indicated that the major ore minerals, sulfides, were sourced from the host mafic-ultramafic magma. Characterized by low REE content of sulfide, such a Cu-Ni sulfide deposit occurring in the orogen is obviously different from that on the margin of the craton. Because the mafic-ultramafic rocks from the Cu-Ni sulfide deposit occurring in the orogen is water-rich and the REEs of some sulfides show a particular "multiple-bending" pattern, which suggests coexistence of multiple liquid phases (fluid and melt), the sulfide melt possibly contains a great deal of hydrothermal fluids and increasingly developed gases and liquid-rich ore-forming fluids after the main metallogenic epoch (magmatic segregation stage).     

Re-Os Age of Cu-Ni Ores from the Huangshandong Cu-Ni Sulfide Deposit in the East Tianshan Mountains and Its Implication for Geodynamic Processes

An isochron age of 282±20 (95% conf. limit) Ma of the sulfide ores in the Huangshandong Cu-Ni sulfide deposit, the East Tianshan Mountains has been obtained through Re-Os isotopic measurement. The age implies that the Cu-Ni sulfide deposit and other related deposits in the same area occurred in a Permian extensional environment of post-collision instead of Devonian-Early Carboniferous ophiolite-related oceanic or island arc environments inferred before. It shares the same ages with the orogenic and epithermal gold deposit systems in the same area. An initial 187Os/188Os ratio of 0.25±0.04 (1σ) and a γos value of 99 on average display the participation of large quantities of crustal components into the rock-forming and ore-forming system during mineralization and magmatic emplacement.     

哀牢山—金沙江构造带白马寨铜镍硫化物矿床Ⅰ号含矿岩体铂族元素地球化学特征及其构造意义

白马寨I号岩体是哀牢山—金沙江构造带白马寨Cu-Ni矿区内最大的一个含矿基性—超基性岩体,从中心向边缘依次由含矿橄榄岩、矿化辉石岩和辉长岩3个相带组成环状体。从中心相到边缘相,岩石中SiO2、TiO2、Al2O3、CaO、Na2O和K2O含量逐渐增加,TFe、MgO含量降低;稀土元素中w(∑REE)、w(LREE)/w(HREE)逐渐增加,δEu由负异常到正异常演变;微量元素具有大离子亲石元素和高场强元素逐渐增加、强亲岩浆元素逐渐降低的演变特征。铂族元素配分模式为Pt-Pd型,w(Pt)/w(Pd)比值为0.32~0.68,介于富硫化物拉斑玄武岩(0.38)和原始上地幔(1.36)之间,以及稀土元素配分模式、微量元素蛛网图和铂族元素配分模式中不同岩石配分曲线的相似性揭示3个相带不同岩石之间的高度一致性,展示基性—超基性岩形成于玄武质岩浆演化、熔离及岩浆一次性侵入、分异成岩成矿的特征。矿区内地层层序稳定,岩体与沉积岩之间的侵入接触关系及w(Zr)-w(Y)-w(Nb)图解说明白马寨岩体形成于陆内环境。岩体的低Ti含量、Th强烈正异常和含矿橄榄岩负Eu异常,以及w(Th)/w(Ta)比值、w(Th)/w(Nb)比值和w(Pd)/w(Pt)比值及Ir族元素配分曲线明显不同于峨眉山玄武岩和典型的地幔柱玄武岩,而与大陆裂谷玄武岩非常相近,说明白马寨I号岩体形成于大陆裂谷环境。     

红旗岭3号含矿岩体地质年龄及其岩石学特征

以1号和7号岩体为代表的红旗岭铜镍硫化物矿床,是兴蒙造山带中典型的岩浆熔离型矿床。矿区内共有30多个镁铁-超镁铁质岩体,3号岩体是其中的含矿岩体,多年来因其地质产状与主要含矿岩体不同被认为形成于燕山期。本次工作对采自不同深度岩心样品中的单矿物角闪石进行⁴⁰Ar/³⁹Ar同位素年代学研究,得到（228.2±3.0 ）Ma的坪年龄和（230.1±7.1）Ma的等时线年龄。该年龄和近年发表的红旗岭1号岩体地质年龄基本一致,说明它们均为早印支期岩浆作用的产物。通过对比分析1号和7号主含矿岩体与3号岩体的岩石地球化学特征发现,无论是稀土元素还是微量元素图解均显示了它们具有相同的配分模式,暗示了这些岩体的同源性特点。